열가수분해에 의한 하수슬러지 가용화 특성 (Disintegration of sewage sludge by thermal hydrolysis)

서지정보

· 발행기관 : 대한상하수도학회
· 수록지 정보 : 상하수도학회지 / 38권 / 6호 / 361 ~ 384페이지
· 저자명 : 이채영, 한선기

초록

2021년 기준 4,339개소의 공공하수처리시설에서 발생하는 하수찌꺼기는 년간 4,271,110톤으로 하수처리장 신·증설 등으로 인해 매년 증가하고 있다. 하수찌꺼기 등 유기성폐자원의 처리를 위해서는 퇴비화, 혐기성 소화, 열분해, 소각, 매립 등 다양한 방법이 적용되고 있다. 특히 혐기성 소화는 잔류고형물 저감, 자본비와 운영비 절감, 바이오에너지 생산 및 환경에 대한 영향 최소화 등의 장점을 지니고 있어 실행 가능한 방법 중의 하나로 간주되고 있다. 그러나 하수찌꺼기 등과 같이 고형물을 함유한 유기성폐자원의 혐기성 소화 시 가수분해 반응은 율속단계로 알려져 있다. 따라서 혐기성 소화 시 가수분해 효율을 증진하기 위하여 초음파, 마이크로웨이브, 화학적 전처리, 열적 전처리 등의 방법이 적용되고 있다. 특히 열가수분해의 경우 지난 20년간 관련 연구가 꾸준히 이루어져 많은 수의 실 규모 시설이 현장에 적용되었다. 그럼에도 불구하고 높은 에너지 소비, 혐기성 소화 저해물질 생성 및 색도로 인한 자외선 소독 효율 저감 등으로 인해 아직도 관련 연구가 지속적으로 진행 중이다 따라서 본 논문에서는 하수찌꺼기의 안정화와 혐기성 소화조의 효율 향상을 위해 가용화 기술 중 대표적이고 상용화가 가장 많이 이루어진 열가수분해에 대해 고찰하고자 한다. 특히 하수처리시설에서 열가수분해와 혐기성 소화조를 연계 하는 경우 예상되는 문제점과 해결방안에 대한 제시를 통해 혐기성 소화조의 안정성 및 메탄 발생량 향상, 하수처리시설 찌꺼기의 효율적 저감 및 에너지 자립화에 기여하고자 한다.

영어초록

In 2021, 4,339 public wastewater treatment plants in Korea generated approximately 4,271,110 tons of sewage sludge, and this amount is increasing steadily due to the ongoing construction and expansion of wastewater treatment infrastructure.
Various methods, including composting, pyrolysis, incineration, and landfilling, are employed to treat and dispose of sewage sludge. However, anaerobic digestion stands out because of its environmental benefits, cost-effectiveness, and the potential for byproduct utilization, particularly in the case of methane production. Despite these advantages, the hydrolysis reaction remains a significant challenge, limiting the efficiency of the anaerobic digestion process. Nevertheless, various pretreatment methods, such as ultrasound, microwave, chemical, alkaline treatment, and thermal hydrolysis have enhanced hydrolysis efficiency. Among these methods, thermal hydrolysis has attracted considerable attention and study through the past two decades, resulting in the implementation of numerous full-scale facilities. However, ongoing research remains critical due to challenges such as high energy consumption, the production of inhibitory compounds that impact anaerobic digestion, and issues related to UV disinfection absorption in wastewater. Therefore, this study aimed to provide a comprehensive review of thermal hydrolysis process as a disintegration technology to enhance sludge stabilization and improve the efficiency of anaerobic digesters. By examining the integration of anaerobic digestion and thermal hydrolysis in wastewater treatment facilities, this study suggests appropriate method for enhancing process stability and energy recovery through improved sludge management.

참고자료

· 없음